Главная » » встроенных систем технического зрения и передачи данных методом DSP
21:13
встроенных систем технического зрения и передачи данных методом DSP
DSP и численные алгоритмы для цифровой обработки сигнала власти с мощным, и, таким образом в приобретении и обработки сигналов широко используется, но свою задачу управления, управления в реальном времени, и другие аспекты взаимодействия человека с компьютером не является доминирующим. ARM микроконтроллеров управления мощной встроенной операционной системы для загрузки, и может обеспечить хорошее взаимодействие человека с компьютером, управление задачами, сети связи и др. функции. Таким образом, DSP и ARM процессор играть свои преимущества, использование структуры ARM + DSP встроенная система дизайн стал исследования фокус внимания. Встроенные системы машинного зрения через дизайн например объяснить органическое сочетание ARM и DSP дизайн, акцент на данных между ARM и DSP связи.
Общая схема встроенных систем технического зрения машины ARM + DSP структуры машиной архитектуры системы технического зрения показана на рис Л. Для высокопроизводительных процессоров ARM S3C2440 Samsung в качестве основного контроллера, настройки и миграции Linux операционная система, но TMS320C5402 DSP TI чип сопроцессор для обработки изображений, DSP чипы через интерфейс HPI, который поставляется со схемой соединения аппаратных и водителей будет разработана органично совместить два, каждый играть свою уникальные преимущества, координации и сотрудничества в целях полного целевого сбора, обработки и визуального слежения.
Первые собранные смарт изображения камеры сцены движущихся целей, управления данными, хранящимися на ARM ARM и DSP в публичных местах хранения, а также информировать модуль обработки сигнала называют множество алгоритмов DSP (кадр разница, сегментация изображения, функция извлечения, центр тяжести расчет и т.д.) на обработку видео изображения, распознавание цели и позиционирование для завершения, и в результате информации ARM процессор ARM контролируется шагового двигателя, отрегулировать положение PTZ камерой и ориентации (горизонтальная ротация P-панорамирования, наклона Т-Tilt Глубина резкости расширения Z-Zoom), направленных на движущихся целей для достижения слежение в реальном времени. Кроме того, процессор ARM также несет ответственность за несколько задач управления, взаимодействие человека с компьютером и прерывания сигнала. Как двухъядерных систем, каждая с очень хорошим двухъядерных производительности, поэтому хозяин между ARM и DSP сопроцессор может быть быстрым, надежный обмен данными, непосредственно определяет эффективность систем машинного зрения. В аппаратного обеспечения, параллельный интерфейс с хост и принимающих ИНН реализации ARM DSP сопроцессор оборудованием напрямую связаны между простой дизайн, DSP тактовой частотой может достигать тактовые частоты 1 / 5, для поддержки высокоскоростной DSP и принимающих передачи данных. В разработке программного обеспечения, портативных встроенных Linux операционная система, ИНН, как символ устройства драйвер дизайн завершен.
2 двухместные машины связи аппаратного обеспечения Около 2,1 HPI интерфейс Интерфейс (ИНН) представляет собой серию TI C54x с фиксированной точкой компании сигнальный процессор (DSP), построенный в рамках компонентов интерфейса, которые могут быть легко достигнуты через DSP и другого хоста. C54x хост-интерфейс в 3 основных типа: стандартные 8-битных хост-интерфейс HPI-8, расширенные 8-битных хост-интерфейс HPI-8, расширенные 16-битных хост-интерфейс HPI-16. ИНН может быть повышена, чтобы все узлы доступа на DSP-чип памяти устройства, в то время как стандартный интерфейс хозяин дает доступ только к фиксированной 2 K на-чипе памяти. Используется в работе расширила TMS320C5402 HPI-16 хост-интерфейс. Она состоит из следующих пяти компонентов: 1) ИНН памяти (DARAM) передачи данных между хост и DSP в машинный цикл можно получить в 2 раза, может быть использована в качестве общей памяти данных или двойного сайте RAM программный гид. 2) ИНН адресный регистр (HPIA) только хозяин может непосредственно к ним доступ. Реестр, который ведется с текущим адресом адрес ячейки памяти ИНН. 3) ИНН регистра управления (HPIC) 002CH адрес, хозяин и DSP можно получить непосредственный доступ к нему, чтобы сохранить контроль ИНН действия и состояния битов. 4) HPI данных защелки (HPID) только хозяин может непосредственно к нему доступ. Если текущие операции чтения осуществляется, HPID ИНН хранится в памяти считывается из данных, если текущие операции записи, HPID хранится в данных, записанных в памяти ИНН. 5) ИНН ИНН управляющей логики взаимодействия между принимающей сигнал. Использование контактный интерфейс схем и роли: HD [15: О]: параллельный, двусторонний, с тремя состояниями шины данных, не передавать данные на высокой состоянии сопротивление; HHWIL: определение полуслова выберите PIN-код, используемый для представления первой или второй половине этого слова. При низкой за первую половину слова, когда высока, что во второй половине этого слова. : Чтения / записи входного сигнала. Высокая сказал хозяин читать HPI, сказал низким написать ИНН. Если хозяин не может читать / писать строб, вы можете использовать адресную строку вместо. HCNTL0 и HCNTLl контроля доступа PIN-код, заявил, что ИНН регистров и регистров доступа в пределах типа. Таблица L IS конкретные описания функций. : Введите ключ HPI разрешающий сигнал, и ИНН передачи данных сигнала управления, их внутренний сигнал строба порожденных три . Готовые контактный сигнал, высокое, что ИНН готова выполнить второй передачи данных; низко, что ИНН занят. Совет: хозяин внешнего прерывания сигнала, прерывание принимающей ИНН. Строб адреса единственный способ для повторного использования. Адрес / шины данных отдельного хозяина, сигнал должен быть подключен к высоким.
2,2 схема интерфейса и, как это работает S3C2440 и TMS320C5402 HPI подключается через интерфейс схеме, показанной на рисунке 2, как простые и удобные стыковки, не используя никаких дополнительных схем. Работа, ARM первой инициализации регистры управления и адрес регистров HPIC HPIA, то HPID читать и писать. Инициализация HPIC, HPIA, через A2, A3, A4, A5, соответствует адресу операции, установить регистр управления доступом HCNTL0, HCNTL1, читать и писать управления И полуслова доступа HHWIL, настроен HPIC, HPIA написать HPI в начальный адрес памяти. Потому что рука хост с отдельных адресов и шины данных, использование не-режиме мультиплексирования, так ИМЕЕТ сигнал получили высокие (VCC). nWAIT S3C2440 на сигнал и ИНН's Сигнал обратной логики, между использованием инверторов связаны. S3C2440 выбора микросхемы сигналы через nGCS2, читать разрешающий сигнал НЭ, написать разрешающий сигнал NWE три внутренних поколения сигнал строба Контроль HPI читать и писать.
3 Software Design 3,1 Linux Driver Linux операционная система вводит понятие файлов устройств, то есть каждое устройство в виде файла, лечить файл в качестве работы устройства. В операционной системе Linux, файлы устройств 3 типа: символьные устройства, блочных устройств, сетевого оборудования, каждый из которых соответствует один тип драйверов устройств. ИНН интерфейс, разработанный в этот драйвер драйвера символьного устройства. Linux драйвера под соответствующим оборудованием для подготовки нескольких основных функций, заполните file_operations структуры. Которая определяет операции для достижения различных функций. Как следует:
Один из них, открытое, и выпуск комплектного оборудования и выключается. ММАП отображения адреса памяти операции. Драйвер предназначен для работы через реализацию функции основных функций соответствующего устройства на уровне приложений, чтобы обеспечить единый интерфейс. Вот этот интерфейс статьи HPI драйвер устройства вступления hpi_open функция, которая отвечает за открытие, подготовка оборудования.
В любое время по характеру устройства (HPI) интерфейс к открытой операции, будем называть устройство открытых точку входа (hpi_open). Так открытой функции (hpi_open) должны осуществляться операции ввода / вывода (чтение и запись данных на DSP) сделать необходимые приготовления, такого оборудования является эксклюзивным, то открытые функции (hpi_open) устройства должны быть помечены как заняты, такие как ① рутины на верхние две строчки на рис. 3.2 Осуществление драйвера отображения Как система Linux, пользовательское приложение не может быть непосредственно на памяти водителя того чтобы работать, она должна использовать механизм памяти отображение. Отображение памяти относится к пространству памяти ядра переходит в частности памяти в пользовательское пространство. На водителя, карты памяти могут быть предоставлены пользователям прямой доступ к возможности памяти устройства. ММАП карты системных вызовов устройство, что означает раздел пространстве пользователя адрес, связанный в память устройства, что делает программу до тех пор, как диапазон адресов назначен читать и писать, в самом деле, доступ к устройству. file_operations ММАП метод является частью структуры, добиться отображения в два шага: 1) вызов функции ядра remap_page_range, его функция заключается в следующем: построить физическую адрес, используемый для отображения новой таблицы страниц для реализации пространства ядра и отображение пространства пользователя, прототип выглядит следующим образом:
Точное значение параметров функции заключаются в следующем: неподписанные долго virt_add начала повторной карту виртуального адреса. Эта функция виртуального адресного пространства virt_add и virt_add + размером от структуры страницы таблицы. Неподписанный долго phys_add должны быть сопоставлены с виртуальных адресов в физические адреса. Неподписанный долго размера, чтобы быть переназначить области размер, в байтах. VMA pgprot_t прот просил для новых "защиты" свойства. Водители не должны изменять защиты VMA-> параметры vma_page_prot можно найти в использовании без изменений. ММАП вызова этого проекта кода используется следующим образом:
Этот интерфейс для HPI DSP, автобус физический адрес соответствующих: 0x10000000 (соответствующий nGCS2) в VMA-> vm_start и VMA-> vm_end построен между новой таблицы страниц. 2) новая страница в построении хороший стол, вы можете позвонить ММАП функцию полного отображения видно из рисунка 2, Соединение аппаратных схема DSP чипа сигнал выбора Контактный nGCS2, было обнаружено на рисунке 3 соответствуют расположение в памяти 0x10000000. Прототип ММАП функции: ММАП (недействительными * начало, sizelength, Int Prot, Int флаги, Int FD, off_toff-множество). Быть сопоставлены со следующим заявлением после адресу: hpi_mmap_add = ММАП (NULL, длина, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, hpi_fd, 0), где параметры соответствуют начать заданный дескриптор ФД "Файл" (то есть / Dev / HPI оборудования) в адресном пространстве процесса начальный адрес отображения области должна быть страница краю адрес, как правило, установлен в NULL, так что ядро для автоматического выбора начального адреса. возвращаемого значения любом случае, ММАП является начальный адрес памяти отображается области. По hpi_mmap_add эту операцию, для достижения стартовый адрес 0x10000000 операций сегмент памяти.
3,3 ядра загрузке драйвера После завершения подготовки встроенных тестирование драйверов Linux, следующим шагом будет написать хороший драйвер загружается в ядро системы, драйверы для завершения работы. Есть правило, два подхода: 1) драйвер компилируется непосредственно в ядро составлено таким образом, водитель был уже в момент загрузки ядра в памяти, время выполнения не нужно загружать сам драйвер, может держать посвященная памяти. 2) драйвер загружен модуль путем загрузки драйверов модулей будет храниться в модуле файловой системы, ядро может динамически загружаться при необходимости, принятия драйверы загружены по требованию, если не сохранить память, и относительно независимыми от драйвера ядра, обновление гибкость, лицензирование гибкость. Эта статья использует этот подход. Поскольку модуль используется при загрузке, поэтому он нуждается в помощи двух важных init_module функции () и cleanup_module (), чтобы завершить модуль и выгрузки. Конкретные источник может быть найдена в / USR / SRC / Linux / Кемел / модуль. c. В 2,3 версии используется новый подход после имен этих двух функций, определенных exampie_init () вместо init_module () функцию, example_cleanup () вместо cleanup_module () функцию. В программе последних двух строк кода, сделав следующее заявление: module_init (S3C2440_HPI_init); module_exit (S3C2440_HPI_exit); 3,4 Интерфейс разработки конкретных приложений При написании хороших водителей, пользователь может писать свои программы интерфейс приложения. При написании прийти из следующих способов: Схема интерфейса в соответствии с рисунком 2, A2, A3, A4, A5 соответствует интерфейса HCNTI0, HCNTL1, , HHWIL, когда рост режиме с низким полуслова писать, их стоимость должна быть, соответственно: HCNTL0 = 0, HCNTL1 = 1, , HHWIL = О, т. е. [5:2] = 0010, смещение в HPI_VA_BASE добавлен в порт управления линиями для контроля. Таким образом, с первой половины слов в письменном виде, добавить 00000100 а именно: 0x04, написанный при высокой байт прирост, их стоимость должна быть HCNTL0 = 0, HCNTL1 = 1, , HHWIL = 1, т. е. [5:2] = 1010. Поэтому, начиная со второй половины, написав слово, плюс 00101000 является: 0x28. ИНН регистр управления написать адрес со следующими макроопределение:
Кроме того, с увеличением в процесс записи, как принимающей стороне для процессора DSP, вам необходимо очистить: 1) готовы для записи данных, HPI-16 в реестр HPIC можете проверить статус HRDY, когда HRDY составляет 1 , то есть, что ИНН готова; 2) указать адрес для записи данных регионе, который dsp_add_w = (hpi.hpi_dsp_add), которая передается от приложения по параметрам для определения начального адреса для записи данных области. С момента создания кода и комментарии следующие:
4 Заключение Встроенные системы машинного зрения в рамках проекта, например, описывает встроенные системы, с двухъядерными ARM + DSP нагрузки системы Linux операционной структуры, через интерфейс HPI для общения и обмена данными, метод проектирования, дизайна аппаратной схеме HPI интерфейс и окружающей среды Linux, драйверов, описанные конкретное применение дизайн интерфейса. ARM + DSP двойным ядром системы является новый метод строительства встроенных систем машинного зрения, и здесь предназначена для обмена данными через интерфейс HPI, метод двойной связи, системы машинного зрения был успешно применен для проекта показывает, что скорость передачи данных до 10 Мб / с, для удовлетворения встроенные системные требования, и имеет широкие перспективы применения. Однако, заявление должно быть отмечено, что: HPI интерфейс для чтения и записи процессов, участвующих в государственный реестр (ИНН регистра управления, регистра адреса и регистр данных) и интерфейс HPI к хосту (хост) стороны ПСП на чтение и запись операций, связанных с Таким образом, конкретные приложения, дизайн водителя, должны использовать семафоры взаимного исключения, и т. д. должны быть защищены, иначе не будет читать и писать расстройства явление.
